玉园隧道出口坡顶变形体加固方案设计比选分析

玉园隧道出口坡顶变形体加固方案设计比选分析

黄凌君

（三明市交通规划设计院福建三明365000）

【摘要】隧道滑坡治理措施较为复杂。以厦沙高速公路三明段玉园隧道出口坡顶变形体的设计为例，进行加固前稳定性分析，并对不同设计方案进行比选，结果表明抗滑桩+降水方案能够提高土体强度，工程费用相对便宜，可作为优先推荐方案。

【关键词】隧道；变形体；设计比选

【中图分类号】TU452.2【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）18-0030-02

高速公路滑坡形成后必须及时处治，否则将产生严重后果。加固设计通常在滑坡稳定性分析的基础上选择性采取卸载、抗滑挡墙、抗滑桩、框架预应力锚索、排水设施等措施。本文首先分析玉园隧道出口坡顶变形体在加固前不同工况下的稳定系数和剩余下滑力，考虑最不利情况进行设计，提出卸载、抗滑桩+降水、抗滑桩+旋喷桩等方案，并从不同角度比选研究，选择最优方案。

1.工程概况

厦沙高速公路三明段玉园隧道位于尤溪县境内，设计为分离式，全长1250米。右线出口采用CD法进洞10米（明洞仰拱未施作）后，拱顶沉降数据加大。现场立即停止施工，封闭掌子面，并组织补勘工作。由于多场降雨影响，且坡体内广泛分布的软塑~可塑状粉质粘土，山体变形进一步扩大，出口上方已形成面积约1500m2，厚度约12.0m，体积约1.8万m3的变形体（详见图1），变形体在主裂缝平面形态上呈“人字形”，纵向长45m左右，横向长35m左右，主裂缝贯通于整个变形体边界。

2.稳定性计算分析

根据变形体综合变形情况，确定滑动面（图2所示），考虑施工现状、明洞仰拱开挖后、明洞仰拱开挖且滑动面加深等工况，采用Bishop法分析稳定系数，剩余推力通过规范推荐传递系数法计算，结果如表1。

图1玉园隧道出口人字形主裂缝平面形态图2玉园隧道滑动面

3.1卸载方案分析

拟定多套卸载方案。（1）上部卸载，坡率为1:1.25。（2）上部卸载，坡率为1:1.0。（3）卸载清除全部变形体。利用Bishop法分析变形体稳定系数，结果如下：

（1）清除上部变形体后，在上方坡体中将形成新的不稳定体，其稳定系数为0.941。

（2）清除变形体后，在上方坡体中形成新的不稳定体，稳定系数为0.920，变形体规模扩大。

（3）清除全部变形体后，在上方坡体中形成新的不稳定体，其稳定系数为0.829，坡体处于失稳状态。

综上所述，由于现有变形体为牵引式变形，且变形体内可塑~软塑状粉质粘土厚度大，分布广泛，卸载方案不利于其稳定。

3.2抗滑桩方案

3.2.1抗滑桩+降水

设置两排抗滑桩，桩直径为1.5m，悬臂长度为12m，锚固深度为8.0m，共17根。

排水孔自下而上分别编号为第1、2、3排，其中第1排孔上仰角度6°，长19m，第二排孔上仰角度8°，长25m，第3排孔上仰角度为12°，长34m，如图3，每排若干个孔呈扇形布置。排水孔采用Φ110钻孔，排水管采用Φ75PVC管。

3.2.2抗滑桩+旋喷桩

抗滑桩布置同上。

右洞两侧结构边缘外6.0m范围内布置4排高压旋喷桩，旋喷桩间距为1.5m，直径为0.6m。处理深度为地表至隧道基底以下3m，如遇基岩，则进入基岩0.5m即止，如图4。

图3抗滑桩+降水方案图4抗滑桩+旋喷桩方案

3.2.3抗滑桩方案比选

造价对比如表2所示。

可以看出抗滑桩+降水方案总工程费用相对便宜，降低地下水，可提高软塑~可塑状土体强度，提高隧道围岩土体自稳能力，但需要进行降水试验，验证其方案的可行性。如降水方案不可行，则采用抗滑桩+旋喷桩方案，同样，对旋喷桩也需采取试桩验证其可行性。

4.结论

（1）玉园隧道出口坡顶变形体形成后对隧道仰坡稳定性影响明显，明洞仰拱开挖后变形体会进一步扩大，滑面进一步加深。

（2）玉园隧道变形体必须采取可靠的措施进行加固设计，由于地质原因和工程复杂性，卸载方案不适用于该项目加固，设计推荐采用抗滑桩方案。

（3）抗滑桩+降水方案能够提高土体强度，工程费用相对便宜，较抗滑桩+旋喷桩方案相比可优先推荐。

参考文献

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[2]江峰,秦词峰.武罐高速公路洛塘南隧道滑坡防治技术研究[J].山西建筑,2011,37（25）：159-160.

[3]张杰,李慧丽.高速公路滑坡治理中的方案设计[J].公路工程,2011,36（2）：94-97.